| 研究課題/領域番号 |
25253079
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
谷口 英樹 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70292555)
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| 研究分担者 |
関根 圭輔 横浜市立大学, 医学部, 助教 (00323569)
武部 貴則 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20612625)
小池 直人 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 客員教授 (50301081)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | iPS細胞 / 分化誘導 / 膵前駆細胞 / 三次元培養 / 膵島 |
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| 研究実績の概要 |
1．ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出技術の確立
① ヒトiPS由来膵前駆細胞への高効率な分化誘導系の構築
これまでの研究により、iPS細胞株より各種内胚葉細胞への高効率な分化誘導能を有する前駆細胞株を樹立することに成功した。そして、このヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株から、膵前駆細胞マーカーであるPDX1を発現する細胞への分化誘導が可能であることを示していた。本年度は、このヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株からPDX1陽性膵前駆細胞を分化誘導し、その膵前駆細胞からインスリンを発現する膵β細胞の分化誘導が可能であることを明らかにした。
② ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出法の確立
申請者らは、器官発生初期プロセスで生じる血管および間葉系細胞との相互作用を活用した立体ヒト組織誘導法を独自に開発している（Nature 499:481-484,2013）。本年度は膵β細胞株を用いて、再現性の高い三次元膵島様組織の誘導法を開発することに成功し、その成果の一部をCell stem cells誌に報告した（Takebe T, et al. Cell Stem Cell 16:556-565, 2015）。誘導された膵島様組織を対象とした長焦点レンズを有した高速ライブイメージング共焦点顕微鏡による追尾定点観察を実施し、in vivoにおいて再構成された膵島様組織の内部にヒト血管ネットワーク構造が再構成され、血管系として機能していることが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
膵前駆細胞の大量創出に向けて、内胚葉細胞への分化誘導条件の至適化を行い、このような効率よく誘導された内胚葉細胞から内胚葉前駆細胞株を樹立する方法を確立している。このヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株から膵前駆細胞マーカーであるPDX1を発現する細胞へ分化誘導を行い、さらにこの膵前駆細胞からインスリン陽性の膵β細胞を誘導することに成功した（論文投稿準備中）。また、独自に開発している三次元組織創出技術を応用することにより、膵β細胞株を用いて再現性の高い三次元膵島様組織の誘導法を開発し、その成果の一部を国際誌に報告した（Takebe T, et al. Cell Stem Cell 16:556-565, 2015）。したがって、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
1．ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出技術の確立
① ヒトiPS由来膵前駆細胞への高効率な分化誘導系の構築 …今後、膵前駆細胞の大量創出に向けて、膵前駆細胞への分化誘導条件の至適化を行う。すなわち、ヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株からのPDX1を発現する膵前駆細胞およびインスリンを発現する膵β細胞の大量創出を実現可能な培養条件の検討を行う予定である。
② ヒトiPS由来膵前駆細胞を用いた三次元膵島創出法の確立 …独自に開発している三次元組織誘導技術を応用することにより、再現性の高い三次元膵島様組織の誘導法を開発することに成功した。今後、上記のヒトiPS細胞由来内胚葉前駆細胞株由来の膵前駆細胞を用いて、三次元膵島様組織の誘導法を開発する予定である。また、この新たな三次元膵島様組織誘導法を膵島移植に応用するべく改良をすすめ、より早い臨床応用の実現化に向けた研究開発を推進する。
２．ヒトiPS由来膵島作製のための細胞材料の至適化
膵臓分化蛍光レポーター遺伝子ノックインiPS細胞株の樹立 …iPSに由来する膵臓細胞の分化レベルが可視化された評価系の構築を目的として、各段階の分化レベルをより簡便かつ詳細に区別するために、分化マーカー遺伝子プロモーター下流に蛍光タンパク質遺伝子を導入し、蛍光knock-in iPS細胞を樹立することを更に試みる予定である。
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